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微量污染物在污水处理过程中的迁移转化及控制技术的研究

作　者: 武萍
导　师: 李清雪
学　校: 河北工程大学
专　业: 市政工程
关键词: 城市废水微量污染物迁移转化活性炭吸附 Fenton氧化
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

城市废水深度处理后回用是解决水资源短缺的有效途径之一。由于城市污水处理厂的尾水中仍含有一些残留的污染物质,废水回用可能对人体健康和生态环境造成严重的影响。因此,研究这些微量有毒污染物在处理厂中的迁移转化规律及其控制技术具有重要的现实意义。本文研究了微量污染物在污水生物处理过程中的分布及迁移转化。重金属（铬、锰、钴、镍、铜、锌、铷、银、镉、铟、钡、铅、铀）和内分泌干扰物（多氯联苯、多环芳烃、邻苯二甲酸酯、酚类、有机氯农药）在城市污水厂的污水和污泥中均能检测到。污水中重金属的平均浓度为1.31μg/L～1994.1μg/L,内分泌干扰物的平均浓度为11.65ng/L～30.48μg/L;污泥中微量污染物的浓度较高,重金属平均浓度为8.69mg/kg～10333.19mg/kg,内分泌干扰物平均浓度为19.94ng/g～137.45μg/g。经过污水厂的生化处理后,二级出水中的微量污染物浓度在一定程度上降低,重金属去除率为22.19%～87.59%（其中Ni和U的浓度略有升高）,主要是通过污泥吸附而降解去除的;内分泌干扰物去除率为16.60%～77.90%,其中,多氯联苯、多环芳烃和有机氯农药这三种内分泌干扰物主要是通过污泥吸附而降解去除的,邻苯二甲酸酯和酚类主要是通过微生物作用降解去除的。在此基础上,本文以城市污水厂二级出水为原水,研究了活性炭吸附和Fenton氧化去除水中污染物的控制参数,并分析探讨了其对微量污染物的去除效果。试验结果表明,活性炭吸附技术和Fenton氧化技术对二级出水中残留污染物的去除效果很好。活性炭柱的最佳控制参数:填装高度为60cm,过滤速度为5m/h,此条件下其对浊度、COD_Mn、UV₂₅₄、TOC、重金属、内分泌干扰物的平均去除率分别为42.20%、63.82%、74.67%、75.89%、12.21%～78.68%、50.84%～88.11%;Fenton氧化的最佳过氧化氢投加量为16mg/L,反应时间为60min,此时Fenton试剂对浊度、COD_Mn、UV₂₅₄、TOC、微生物、内分泌干扰物的平均去除率分别为80.39%、51.24%、81.58%、76.50%、99.50%～99.62%、50.04%～77.88%。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-28
  1.1 回用水中残存的微量污染物及其危害  11-15
    1.1.1 污水回用的发展  11-13
    1.1.2 污水处理厂尾水中残存的微量污染物及其危害  13-15
  1.2 微量污染物控制技术的研究  15-18
  1.3 微量污染物的研究现状  18-27
    1.3.1 重金属的研究现状  18-22
    1.3.2 内分泌干扰物的研究现状  22-27
  1.4 研究目的与内容  27-28
    1.4.1 研究目的与意义  27
    1.4.2 研究内容  27-28
第2章试验方案与试验方法  28-41
  2.1 试验方案设计  28-29
    2.1.1 样品采集  28
    2.1.2 试验装置与流程  28-29
  2.2 监测项目与分析方法  29
  2.3 微生物的测定  29-30
  2.4 重金属的测定  30-31
    2.4.1 样品的采集与保存  30
    2.4.2 样品的测定  30-31
  2.5 内分泌干扰物的测定  31-38
    2.5.1 样品的采集与保存  31
    2.5.2 样品的预处理  31-34
    2.5.3 目标化合物  34-35
    2.5.4 气相测定条件  35-36
    2.5.5 标样的气相图谱  36-38
  2.6 试验试剂及仪器  38-41
    2.6.1 试验试剂  38-39
    2.6.2 试验仪器  39-41
第3章微量污染物在污水生物处理过程中的行为及迁移转化  41-53
  3.1 重金属在污水生物处理过程中的行为及迁移转化  41-47
    3.1.1 重金属在污水中的含量及分布特征  41-44
    3.1.2 重金属在污泥中的含量及分布特征  44-45
    3.1.3 重金属的迁移转化规律  45-47
  3.2 内分泌干扰物在污水生物处理过程中的行为及迁移转化  47-51
    3.2.1 内分泌干扰物在污水中的含量及分布特征  47-49
    3.2.2 内分泌干扰物在污泥中的含量及分布特征  49-50
    3.2.3 内分泌干扰物的迁移转化规律  50-51
  3.3 城市污水处理厂存在的问题  51
  3.4 本章小结  51-53
第4章活性炭吸附去除微量污染物的试验结果及分析  53-86
  4.1 活性炭的选择  53-59
    4.1.1 活性炭的吸附机理  53-54
    4.1.2 活性炭吸附静态试验  54-57
    4.1.3 正交试验  57-59
  4.2 最佳滤速的确定  59-65
    4.2.1 不同滤速对浊度的去除效果  59-60
    4.2.2 不同滤速对有机物的去除效果  60-62
    4.2.3 不同滤速对重金属的去除效果  62-63
    4.2.4 不同滤速对内分泌干扰物的去除效果  63-65
  4.3 最佳填装高度的确定  65-72
    4.3.1 不同填装高度对浊度的去除效果  66-67
    4.3.2 不同填装高度对有机物的去除效果  67-68
    4.3.3 不同填装高度对重金属的去除效果  68-69
    4.3.4 不同填装高度对内分泌干扰物的去除效果  69-72
  4.4 活性炭吸附对微量污染物的去除效果分析  72-84
    4.4.1 对浊度的去除效果分析  72-73
    4.4.2 对有机物的去除效果分析  73-74
    4.4.3 对重金属的去除效果分析  74-81
    4.4.4 对内分泌干扰物的去除效果分析  81-84
  4.5 本章小结  84-86
第5章 Fenton 氧化去除微量污染物的试验结果及分析  86-104
  5.1 最佳投加量的确定  86-92
    5.1.1 不同投加量对浊度的去除效果  87
    5.1.2 不同投加量对有机物的去除效果  87-89
    5.1.3 不同投加量对微生物的去除效果  89
    5.1.4 不同投加量对内分泌干扰物的去除效果  89-92
  5.2 最佳反应时间的确定  92-97
    5.2.1 不同反应时间对浊度的去除效果  92
    5.2.2 不同反应时间对有机物的去除效果  92-94
    5.2.3 不同反应时间对微生物的去除效果  94-95
    5.2.4 不同反应时间对内分泌干扰物的去除效果  95-97
  5.3 Fenton 氧化对微量污染物的去除效果分析  97-102
    5.3.1 对浊度的去除效果分析  98
    5.3.2 对有机物的去除效果分析  98-100
    5.3.3 对微生物的去除效果分析  100
    5.3.4 对内分泌干扰物的去除效果分析  100-102
  5.4 本章小结  102-104
结论  104-107
致谢  107-108
参考文献  108-118
作者简介  118
攻读硕士期间发表的论文和研究成果  118-119

微量污染物在污水处理过程中的迁移转化及控制技术的研究

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